conceptos basicos, materia y energia
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Magnitud: Propiedad o Cualidad que es susceptible de ser medida y por lo tanto puede expresarse cuantitativamente.
Magnitudes y Unidades
Unidades o Sistema de Unidades: Conjunto de referencias (Unidades) elegidas arbitrariamente para medir todas las magnitudes.
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Es un conjunto sistemático y organizado de unidades adoptado por convención
El Sistéme International d´Unités (SI) esta compuesto por tres tipos de magnitudes
i. Magnitudes fundamentales ii. Magnitudes derivadas iii. Magnitudes complementarias
Sistema Internacional de Unidades S.I.
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i. Magnitudes fundamentales(Son sólo siete)
AAmpereCorriente eléctrica
molmolCantidad de sustancia
cdCandelaIntensidad luminosa
KKelvinTemperatura
ssegundoTiempo
kgkilogramoMasa
mmetroLongitud
Símbolo de la unidad
Unidad básica
cantidad
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ii. Magnitudes derivadasMagnitud unidad básica Símbolo de la
unidad
Area metro cuadrado m2
Volumen metro cúbico m3
Frecuencia Hertz 1 / s = Hz
Densidad de masa kilogramo por metro cúbico
kg / m3
Velocidad metro por segundo m / s
Velocidad angular radián por segundo rad / s
Aceleración metro por segundo cuadrado
m / s2
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Fuerza Newton kg m /s2 = N
Presión Pascal N / m2 = Pa
Trabajo y energía Joule N m = J
Potencia Watt J/s = W
Carga eléctrica Coulomb A s = C
Resistencia eléctrica Ohm Ω
luminosidad Candela por metro cuadrado
cd / m2
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iii. Magnitudes Complementarias
magnitud Unidad de medida
Símbolo de la unidad
Ángulo plano Radián rad
Ángulo sólido Esterorradián sr
Son de naturaleza geométrica Se usan para medir ángulos
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En una pequeña finca de los llanos orientales se tiene instalado un molino de viento para obtener el agua de un pozo. Si el medidor de volumen de agua aparece una lectura de 15 galones. ¿Cuál seria su equivalente en litros y en S.I.
A. 1 GALON EQUIVALE A 3,785 LITROS 5 GALONES X
X= 5 GAL X 3,785 LT/ 1 GALON X= 18,925 LITROS
EJEMPLO
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B. En S.I. El volumen viene expresado en metros cúbicos
1 litro equivale a 0,001 metro cubico 18,925 litros x
X= 18,925 lt x 0,001 m³ / 1 lt
X= 18,925 x 10¯³ m³
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Es la cantidad de materia contenida en un objeto.
Convertir las siguientes unidades a gramos: A. 1,2 kg b. 35 mg c. 12µg.
MASA
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Se define como la cantidad de masa en volumen de una unidad
D = m / v Unidades g/ml
Calcular la densidad del alcohol etilico, sabiendo que 80 ml pesan una masa de 64gr
D= 64 g/ 80 ml d= 0,80 g/ml
DENSIDAD
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EL acido sulfúrico (H2SO4), concentrado tiene una densidad de 1,84 g/ml. Calcular el peso de 50 ml.
D= m/v m =v x d
m= 50 ml x 1,84 g/ml
m = 92 g
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1.Calcular la densidad y el peso especifico de un cuerpo que pesa 210 g y tiene un volumen de 13 cm³.
2. A 273,15 K y una atmosfera de presión, 22,4l de oxigeno tiene una masa de 32 g, hallar la densidad en g/l
3. Cuantos ml de bromo se deberan tomar para tener 34 g? densidad bromo: 3,40 g/l
TAREA
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Es la densidad de un material con relación a la del agua a 4ºc , la Densidad estándar del agua es 1g/ml.
G. e. = densidad de la sustancia en g/ml ---------------------------- densidad del agua a 4 c en g/ml
Cuál es la gravedad especifica de una muestra de orina cuya densidad es de 1,02 g/ml.
GRAVEDAD ESPECIFICA
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Gravedad es. = 1,02 g/ml / 1 g/ml
G e= 1,02
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Calor y primera ley de la termodinámica
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Energía Térmica
La transferencia de energía térmica es producida por una diferencia de temperatura entre un sistema y sus alrededores, la cual puede o no cambiar la cantidad de energía térmica en el sistema.
El término calor se utiliza para dar entender tanto energía térmica como transmisión de energía térmica.
Cuando cambia la temperatura de un sistema y en el proceso cambia la temperatura de un sistema vecino, decimos que ha habido flujo de calor que entra o sale del sistema.
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Unidades de calor La caloría fue definida como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 g de agua de 14.5ºC a 15.5ºC.
La unidad de calor en el sistema ingles es la unidad térmica británica (Btu), definida como el calor necesario para elevar la temperatura de 1 lb de agua de 63ºF a 64ºF.
En el sistema SI la unidad de calor es la unidad de energía, es decir, el Joule.
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Capacidad Calorífica y calor específico
La capacidad calorífica, C, de una muestra particular de una sustancia se define como la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de esa muestra en un grado centígrado.
Q = C DTEl calor específico c de una sustancia es la capacidad calorífica por unidad de masa.
TmQ
mC
c
El calor específico molar de una sustancia es la capacidad calorífica por mol.
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ejemplo
La energía requerida para aumentar la temperatura de 0.50 kg de agua en 3°C es:
Q = mcDT = (0.5)(4186)(3) = 6.28 x 103 J.
Donde c = 4186 J/kg °C
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EJERCICIOS 1.El calor especifico del hierro es 0,107
cal/g°c Que cantidad de calor se necesita para
calentar 100 gr de hierro desde 20°c hasta 70°c.
2.Que cantidad de energía calorífica se necesita para calentar 200 g de aluminio desde 20°c hasta 30°c? el cp del aluminio es 0,908j/g°c
3.Cuantas calorias se necesitan para elevar la temperatura de 50ml de agua desde 15°c a 50°c y cp agua 1 cal/g°c.
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Calores específicos de algunas sustancias a 25°C y presión atmosférica
Calor específico
Sustancia J/kg °C Cal/g °C
Sólidos elementales
AluminioBerilioCadmioCobreGermanioOroHierroPlomoSilicioPlata
9001830230387322129448128703234
0.2150.4360.055
0.09240.077
0.03080.107
0.03050.1680.056
Otros sólidos
LatónVidrioHielo (-5°C)MármolMadera
380837
2090860
1700
0.0920.2000.500.210.41
Líquidos
Alcohol (etílico)MercurioAgua (15°C)
2400140
4186
0.580.0331.00
Gas
Vapor (100°C) 2010 0.48
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Si se suministran 6401,5 J a 45 ml de agua a 14°c. ¿Cuál será la temperatura Final en °c, y °f?
Rta: 48 °c
Una kilocaloría de calor eleva la temperatura de 200g de hierro Fe en 46,7°c ¿calcular el calor especifico del hierro?
Rta: 0,1070 cal/g°c. verificar tabla
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TEMPERATURA ES LA CAPACIDAD QUE ESTE TIENE PARA
CEDER CALOR A OTRO CUERPO RECIBIRLO DE ESTE
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CALOR Y TEMPERATURA CALOR .- ES UNA FORMA DE ENERGIA, CUYA
UNIDAD DE MEDIDA ES LA CALORIA TEMPERATURA .- ES LA MEDIDA DEL EFECTO
DEL CALOR
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ESCALAS MAS COMUNES
ESCENCIALMENTE SON 3 LAS ESCALAS MAS UTILIZADAS SON:
* CENTIGRADA * FAHRENHEIT
*KELVIN (ABSOLUTA)
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ESCALA CENTIGRADA ESCALA CREADA EN 1742 POR EL
ASTRONOMO SUECO SU PUNTO DE FUSION ES DE 0° C SU PUNTO DE EBULLICION ES DE 100° C
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ESCALA FAHRENHEIT CREADA EN 1714 POR EL FISICO ALEMAN SU PUNTO DE FUSION ES DE 32° F SU PUNTO DE EBULLICION ES DE 212° F
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ESCALA KELVIN ESCALA CREADA POR LORD KELVIN EN EL
AÑO DE 1848 SU PUNTO DE FUSION ES DE 273.16° K SU PUNTO DE EBULLICION ES DE 373.16° K SE DENOMINA ESCALA CENTIGRADA
ABSOLUTA
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OTRAS ESCALAS CONOCIDAS
ESCALA REAUMUR CREADA POR EL FISICO FRANCES EN EL AÑO DE 1731
PUNTO DE FUSION 0° Re PUNTO DE EBULLICION 80° Re
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ESCALA RANKINE CREADA POR EL INGENIERO Y FISICO ESCOCES EN EL AÑO DE 1859
SU PUNTO DE FUSION ES 460° Ra SU PUNTO DE EBULLICION ES DE 672° Ra ES CONOCIDA COMO FAHRENHEIT
ABSOLUTA
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FORMULAS PARA CONVERSIONES
° C =(5/9) (° F – 32)° F =(9/5) (° C) + 32° K =° C + 273.16 ° C =° K – 273.16
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1. Convertir la temperatura corporal de una persona sana de 98,6 °F a temperatura celsius.
°C =5/9 (°F -32) = 5/9 (98,6°F – 32) °C = 5/9 (66,6) === 37 °C
EJERCICIOS
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1.Convertir las siguientes temperaturas a escala kelvin.
A. 25°c b. 627°c c. -50°c
2. El alcohol etilico hierve a 78,5 °C y se congela a -117°c a una atmosfera de presión. Convertir estas temperaturas a escala kelvin.
TAREA
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3. Los puntos de fusión de los halogenos fluor, cloro, bromo y yodo son 54, 172, 266 y 387 K, respectivamente, convertir estas t a grados centigrados.
4. Convertir 32°F A °C -58°F A °C 68°F A °C 37°C A °F
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TALLER
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